透水混凝土综述.doc
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1、-_新型土木工程材料课程考试作业学院: 专业: 班级: 姓名: 学号: 得分: 2016 年年 4 4 月月-_透水混泥土性能与应用综述摘要:摘要:城市化进程加快促进了人们物质生活的提高,但同时也带来了一系列的问题:如何保障城市区域降雨期间的排水通畅、保护城市区域区域的水资源和地下水资源,这些问题在世界范围内都引起了关注。透水混凝土在降水过程中能将雨水原地渗透到土壤中,从而产生了净化水体和保护水资源的效果,因此其已经得到了广泛的应用。本文综述了透水混凝土的发展历史、国内外研究概况,以及其具体的实际应用,最后还谈了其在应用领域存在的不足,旨在促进混凝土的性能优化和推广应用。关键字:透水混凝土;排
2、水性能;实际应用;缺陷关键字:透水混凝土;排水性能;实际应用;缺陷Abstract:The high speed of urbanization not only promoted the improvement of peoples material life , but also brought a series of problems , how to protect the water supply and drainage in urban areas during rain unobstructed , water and groundwater resource protecti
3、on has become a problem worldwide. Pervious concrete in situ precipitation in rainwater infiltration into the soil , resulting in purified water and protection of water resources effect has been widely used. This paper reviews the development history of domestic and international research profiles,
4、as well as specific practical application of pervious concrete , and finally talk about its shortcomings in the application domain .The purpose of writing this article is promoting and optimizing the performance of concrete application.Keywords: Pervious Concrete;Drainage performance;Practical appli
5、cation;defect0. 引言引言透水混凝土在习惯上有许多的称呼:多孔混凝土、无砂混凝土、大孔混凝土、多孔连续绿化混凝土等。其中国内和国外有不同的定义,在我国透水混凝土被定义为:“由水泥、粗集料和水拌和而成的无砂混凝土”;而在欧美一些-_发达国家透水混凝土被描述为:“一种由水泥结合而成的开放级配混凝土”和“拥有 20以上连通孔隙的混凝土”。相对于传统的路面硬化铺装,透水性混凝土道路的铺设带来了很多优点:(1)透水性好,用其来铺装路面,能够使雨水快速渗入地面,及时的补充地下水,这样既能缓解城市道路的排水压力,又能使地下水得到补充;(2)降噪能力强,由于透水混凝土的结构多空隙,其可以吸收车辆
6、在行驶过程中产生的噪声,减少城市污染; (3)缓解“城市热岛”,透水性地面由于自身一系列与外部空气及下部透水垫层相连通的多孔构造,在降雨过后,透水性地面下垫层土壤中丰富的毛细水通过自然蒸发和太阳辐射作用下的蒸腾作用使地表的温度降低。1. 国内外透水混凝土研究与应用的现状国内外透水混凝土研究与应用的现状1.1 国外研究概况国外研究概况早在一百多年前,国外就已经有使用透水混凝土的记载了VMMalhortra 记载1:在 1852 年,由于英国在建造工程中缺少细骨料,于是工程师们开发了不含细骨料的混凝土,即透水混凝土。在那以后,在欧美日等发达国家,以透水混凝土为代表的各种透水工程材料得到了广泛推广应
7、用。早在 20 世纪 70 年代,发达国家先后开始研究排水性沥青混凝土路面(Drainage AsphahPavement 简称 DAP)技术。继而对以透水混凝土为代表的各种透水工程材料进行系统开发应用研究。美国环境保护署大力向北美地区推广使用这一技术,特别是暴雨频发的地方。德国从 20 世纪 80 年代起就致力于对不透水路面的改造,其目标是在不久的将来,把全国城市 90的路面改造为透水路面。日本在 20 世纪 70 年代后期提出了“雨水的地下还原政策” 2,用于解决因抽取地下水而引起地基下沉等问题,着手开发透水性混凝土铺装,并应用于实际工程。1987 年大阪近畿大学土木工程系教授玉井元治在胶
8、结材中掺用了高分子树脂和微细骨料来制备透水性混凝土并申请了专利。目前,日本在配合比设计、施工、养护、管理等方面已形成国家级的标准规范,正在大力地推广应用3。从理论研究到应用开发,从原材料品质到设计方法,从施工工艺到设备选型,从技术规范到法律法规,-_图 1 透水混凝土良好的透水性能开展了一系列推广工作,DAP 技术得到广泛应用。目前,日本全国各种车用道路(包括高速公路)、步行道、建筑物外部各种广场、体育设施场地、公园和公共绿地等都广泛采用透水工程材料铺装。从 2001 年至今凡是新的市政建设项目和改造翻修项目全都采用透水工程材料。1.2 国内研究概况国内研究概况由于我国城市化建设起步较晚,所以
9、透水混凝土在我国的研究长期处于空白阶段。但后来随着改革开放后,城市建设加快,对这方面的研究增多,我国也进行了一些开创性的研究。1995 年,中国建筑材料科学研究院率先在国内成功研制出透水混凝土,随后,清华大学的杨静等人在试验中还加入了 6硅粉、增强剂等矿物细掺料和外加剂,以改进其微观结构,提高水泥黏结剂黏结强度。使透水混凝土 28 d 抗压强度可达 50 MPa,抗折强度达 6 MPa4。其渗透性、抗磨损、耐久性也非常好。此外,中南大学的陈瑜、长安大学的郑木莲等人分别从矿物掺合料和外加剂的作用效果、透水混凝土的强度发展关系、弹性模量的测试方法、透水混凝土的最佳配制条件等方面进行了大量深入的研究
10、,为改善透水混凝土的力学性能发挥了重要作用。在其应用方面:透水混凝土已经在北京奥林匹克公园和上海世博园区等很多实际工程中得到应用,其优良的透水性能和质朴美观的视觉效果,使之成为工程应用领域中的一个亮点,并推动了透水混凝土在我国研究及应用的热潮。2. 性能研究性能研究2.1 透水性能透水性能透水混凝土,顾名思义,就是可以将水透过路面的混凝土。所以作为路面材料,透水混凝土的一个重要特性就是排水。在下雨的天气里,雨水落到透水混凝土地面,并渗入到路面的内部结构,通过路面内部的连通空隙流走,这样的话,雨水就不会再路面形成有害的水膜,使得路面长期处于良好状态。因此路面和车辆的轮胎得到了充分的接触,避免-_
11、车辆在雨天高速行驶产生水漂的情况,行车安全性得到了提高。长安大学的郑木莲1等人渊以孔隙率和渗透系数为指标,定水位试验方法,研究透水混凝土排水性能,研究结果表明:有效孔隙率随全孔隙率的增大而增大,有效孔隙率与孔隙率的比值亦随之增大,其相互之间存在相关性良好的二次项关系;但是,随着空隙率的增大,其抗压强度逐渐降低,而且抗压强度与全空隙率的相关性优于有效空隙率,见公式:= 0.166102+ 12.7450 209.61( = 0.9848)0= 0.059102+ 5.0122 6.684( = 0.9748)式中: 孔隙率 有效孔隙率,7= 0.3806+ 17.058( = 0.6831),7
12、= 0.7545+ 30.873( = 0.8928)式中:-透水混凝土 7 弯曲强度,70 孔隙率 有效孔隙率美国的 Liv MHaselbac6等人,通过建立砂层覆盖透水混凝土表面的系统模型,模拟雨水径流在透水混凝土受到污染或小孔受阻的情况下,积极径流、被动径流对其渗透率的影响,并提出了关系方程:= (/100) 有覆盖层的混凝土有效渗透率; 试件1/4上层平均孔隙 砂层渗透率在日本,为了解决由于粉尘和泥沙的堵塞,造成的透水路面透水功能下降的问题,一般采用压力为 47MPa 的小型高压清洗机清洗路面,或采用高压清洗和真空吸附结合的方法恢复,这样可以使透水功能恢复到初期的 807。2.2 抗
13、冻性抗冻性透水混凝土与传统的混凝土相比抗冻性能十分优越,当遇到低温时混凝土发生冷缩,使混凝土发生变形。由于透水混凝土的空隙较多,变形发生时空隙-_的收缩抵挡住了大部分的缓和了大部分的变形,因此即使在低温时透水混凝土也能抵挡住破坏。从理论上讲,透水混凝土在抗冻性与水灰比有关,假设在浆骨比相同的情况下,如果此时的水灰比出现增大的趋势,其抗冻性也会出现提高的趋势,但是这样的对比关系是有限度的,一旦水灰比超过了 0.31 的范围,耐冻系数就会不断降低;水灰比相同时,水泥浆量越高,混凝土耐冻系数越大。无砂透水混凝土中的孔隙比较大,是水泥石的几倍,其不仅仅可以承受结冰现象下的膨胀,还使得其表现出良好的抗冻
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